Экология воды. Пути решения мировой проблемы пресной воды

    Наличие в воде неприятного  привкуса, запаха и  цветности.  На  эти  три параметра, которые принято называть органолептическими  показателями,  могут оказывать влияние  находящиеся  в  воде  органические  вещества,  остаточный хлор, сероводород.

    Бактериологическая загрязненность. Вызвана наличием  в  воде  различных микробов или бактерий. Некоторые из них могут представлять  непосредственную угрозу здоровью и жизни человека, но даже сравнительно  безопасные  бактерии в процессе своей жизнедеятельности выделяют органические  вещества,  которые не только влияют на органолептические  показатели  воды,  но  и,  вступая  в химические реакции  (например  с  хлором),  способны  создавать  ядовитые  и канцерогенные соединения.     Естественно,  что приведенный выше  список   не   исчерпывает   всего многообразия проблем, возникающих с водой, однако знакомит нас  с  основными из них. 

                                  Загрязнение

    Под загрязнением водоемов понимается  снижение их биосферных  функций   и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ.     Одним из видов загрязнения водоемов  является  тепловое  загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду  в водоем. Это приводит к  повышению  в  нем  температуры  воды.  С  повышением температуры  в  водоеме  уменьшается  количество  кислорода,   увеличивается токсичность   загрязняющих   воду   примесей,    нарушается    биологическое равновесие.     В загрязненной  воде   с   повышением   температуры   начинают   бурно размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую  воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний.     В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в  настоящее  время  в  результате хозяйственной деятельности человека многие источники  подземной  воды  такжеподвергаются загрязнению. Нередко  это  загрязнение  настолько  велико,  что вода из них стала непригодной для питья.     Человечество потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды. Основными ее потребителями являются  промышленность  и  сельское  хозяйство. Наиболее водоемкие отрасли промышленности — горнодобывающая,  сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая.  На  них  уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в  промышленности.  Главный  же  потребитель пресной воды — сельское хозяйство: на его нужды уходит 60-80%  всей  пресной воды.     В современных условиях сильно увеличиваются потребности человека в воде на  коммунально-бытовые  нужды.  Объем  потребляемой  воды  для  этих  целей зависит от региона и уровня жизни,  составлял  от  3  до  700  л  на  одного человека.

    Из анализа водопользования за 5-6 прошедших десятилетий  вытекает,  что ежегодный    прирост    безвозвратного    водопотребления,    при    котором использованная вода безвозвратно  теряется  для  природы,  составляет  4-5%. Перспективные  расчеты  показывают,  что   при   сохранении   таких   темпов потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к  2100  г. человечество может исчерпать все запасы пресной воды.

    Уже в настоящее время недостаток  пресной  воды  испытывают  не  только территории,  которые  природа  обделила  водными  ресурсами,  но  и   многие регионы,  еще  недавно  считавшиеся  благополучными  в  этом  отношении.   В настоящее  время  потребность  в  пресной  воде  не  удовлетворяется  у  20% городского и 75% сельского населения планеты.     Вмешательство человека в природные процессы затронуло даже крупные реки (такие,  как Волга,  Дон,  Днепр),  изменив в сторону уменьшения  объемы переносимых водных масс (сток рек). Используемая в сельском  хозяйстве  вода по  большей  части  расходуется  на  испарение  и  образование  растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в реки.  Уже  сейчас  в  наиболее обжитых районах страны сток рек сократился на 8% , а у таких рек,  как  Дон, Терек, Урал — на 11-20%. Весьма драматична судьба Аральского моря, по  сути, прекратившего существование из-за чрезмерного  забора  вод  рек  Сырдарьи  и Амударьи на орошение.

    Ограниченные запасы  пресной   воды  еще  больше  сокращаются   из-за  их загрязнения. Главную  опасность  представляют  сточные  воды  (промышленные, сельскохозяйственные    и    бытовые),    поскольку    значительная    часть использованной воды возвращается в водные бассейны в виде сточных вод. 

                        Загрязнение поверхностных вод

    Качество воды  большинства   водных  объектов  не  отвечает  нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных  вод обнаруживают  тенденцию  увеличения  числа   створов   с   высоким   уровнем загрязненности  (более  10  ПДК)  и  числа  случаев  экстремально   высокого содержания (Свыше 100 ПДК) загрязняющих веществ в водных объектах.      Состояние водных источников и систем  централизованного водоснабжения не может гарантировать требуемого качества питьевой воды, а в ряде  регионов (Южный Урал, Кузбасс, некоторые территории Севера)  это состояние достигло опасного уровня для здоровья человека. Службы  санитарно-эпидемиологического надзора постоянно отмечают высокое загрязнение поверхностных вод.     Около 1/3 всей массы загрязняющих веществ вносится  в водоисточники с поверхностным и ливневым стоком  с  территорий  санитарно  неблагоустроенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий,  что  влияет  на  сезонное,  в период  весеннего  паводка,  ухудшение  качества  питьевой  воды,   ежегодно отмечаемое в крупных городах, в том числе и в Новосибирске. В связи  с  этим проводится гиперхлорирование воды,  что,  однако  небезопасно  для  здоровья населения в связи с образованием хлорорганических соединений.

     Одним из основных загрязнителей  поверхностных  вод  является  нефть  и нефтепродукты. Нефть может попадать в  воду  в  результате  естественных  ее выходов в районах залегания. Но основные  источники  загрязнения  связаны  с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой,  переработкой  и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.      Среди продуктов промышленного производства  особое  место по  своему отрицательному воздействию  на  водную  среду  и  живые  организмы  занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более  широкое  применение в  промышленности,   на   транспорте,   в   коммунально-бытовом   хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах,  как  правило,  составляет  5- 15мг/л при ПДК — 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоёмах  слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность  к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг/л.      Наиболее распространенными загрязняющими веществами  в поверхностных водах являются фенолы, легко окисляемые  органические  вещества,  соединения меди, цинка, а в отдельных регионах страны — аммонийный  и  нитритный  азот, лигнин, ксантогенаты, анилин, метил меркаптан, формальдегид и  др.  Огромное количество загрязняющих веществ вносится в поверхностные  воды  со  сточными водами   предприятий   черной    и    цветной    металлургии,    химической, нефтехимической, нефтяной, газовой,  угольной,  лесной,  целлюлозно-бумажной промышленности,   предприятий   сельского   и    коммунального    хозяйства, поверхностным стоком с прилегающих территорий.

     Небольшую опасность для водной  среды из металлов  представляют  ртуть, свинец и их соединения.

      Расширенное  производство  (без   очистных  сооружений)  и  применение ядохимикатов на полях приводят  к  сильному  загрязнению  водоемов  вредными соединениями. Загрязнение  водной  среды  происходит  в  результате  прямого внесения ядохимикатов при  обработке  водоемов  для  борьбы  с  вредителями, поступления  в  водоемы   воды,   стекающей   с   поверхности   обработанных сельскохозяйственных угодий,  при  сбросе  в  водоемы  отходов  предприятий- производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении  и частично с атмосферными осадками.

       Наряду   с   ядохимикатами   сельскохозяйственные   стоки   содержат значительное  количество  остатков  удобрений   (азота,   фосфора,   калия), вносимых на поля. Кроме того,  большие  количества  органических  соединений азота и фосфора попадают со стоками от  животноводческих  ферм,  а  также  с канализационными  стоками.  Повышение  концентрации  питательных  веществ  в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.        Вначале   в   таком   водоеме   резко    увеличивается    количество микроскопических  водорослей.  С  увеличением   кормовой   базы   возрастаетколичество ракообразных, рыб и других водных  организмов.  Затем  происходитотмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию  всехзапасов  кислорода,  содержащегося  в  воде,  и   накоплению   сероводорода.Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится  непригодным  длясуществования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».

     Современный уровень очистки  сточных  вод  таков,  что   даже  в  водах,прошедших биологическую  очистку, содержание нитратов  и  фосфатов  достаточнодля  интенсивного эвтрофирования водоемов.     Эвтрофизация  — обогащение  водоема биогенами,   стимулирующее   рост фитопланктона.  От  этого   вода   мутнеет,   гибнут   бентосные   растения, сокращается концентрация растворенного кислорода,  задыхаются  обитающие  на глубине рыбы и моллюски.      Во многих водных объектах концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК, установленные санитарными и рыбоохранными правилами. 

                          Загрязнение подземных вод

     Загрязнению подвергаются не  только поверхностные, но и  подземные воды. В целом состояние подземных вод оценивается как критическое и имеет  опасную тенденцию дальнейшего ухудшения.     Подземные воды (особенно  верхних,  неглубоко  залегающих,  водоносныхгоризонтов)  вслед  за  другими  элементами  окружающей   среды   испытывают загрязняющее влияние хозяйственной  деятельности  человека.  Подземные  воды страдают от  загрязнений  нефтяных  промыслов,  предприятий  горнодобывающей промышленности,    полей    фильтрации,    шламонакопителей    и     отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и  удобрений,  свалок, животноводческих  комплексов,  не   канализированных   населенных   пунктов. Происходит ухудшение качества воды в результате подтягивания  некондиционных

природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов. Площади  очагов загрязнения подземных вод достигают сотен квадратных километров.      Из загрязняющих подземные воды  веществ преобладают:  нефтепродукты, фенолы,  тяжелые  металлы  (медь,  цинк,  свинец,  кадмий,  никель,  ртуть),

сульфаты, хлориды, соединения азота.      Перечень веществ контролируемых в подземных водах не  регламентирован, поэтому нельзя составить точную картину о загрязнении подземных вод.

                      Цели по экологии водных ресурсов

    Комплексный и  взаимосвязанный   характер  пресноводных  систем  требуетцелостного подхода к   управлению  ресурсами  пресной   воды  (предполагающего  хозяйственную деятельность  в  пределах  водосборного  бассейна)  на  основе сбалансированного учета потребностей населения и  окружающей  среды.  Еще  в принятом в Мар-дель-Плата Плане действий было указано  на  внутреннюю  связь между   водохозяйственными   проектами   и   серьезными   последствиями   их осуществления,  которые  носят  физический,  химический,   биологический   и социально-экономический характер. В области  оздоровления  окружающей  среды была  поставлена  следующая  общая  цель:  "производить  оценку  последствий различных видов водопользования для  окружающей  среды,  поддерживать  меры, направленные на борьбу с передаваемыми  посредством  воды  заболеваниями,  а также охранять экосистемы".     Масштабы и степень загрязнения зон аэрации и водоносных  горизонтов всегда  недооценивались  в  силу  относительной   недоступности   водоносных  горизонтов и отсутствия информации  о  водоносных  системах.  В  этой  связи охрана подземных вод является одним  из  важнейших  элементов  рационального использования водных ресурсов.     Для включения элементов регулирования качества  водных  ресурсов  в водохозяйственную  деятельность   необходимо   одновременно   стремиться   к достижению следующих трех целей:  

   1. сохранение  целостности экосистемы  благодаря   ведению  хозяйственной         деятельности на основе принципа,  предусматривающего  охрану  водных         экосистем, включая живые ресурсы, и их эффективную защиту  от  любых         видов деградации в пределах водосборного бассейна;       

2. охрана  здоровья населения, что предусматривает  не  только  снабжение         питьевой водой,  не  содержащей  патогенных  микроорганизмов,  но  и         борьбу с переносчиками инфекции в водной среде;      3.  развитие  людских   ресурсов,   являющееся   залогом   формирования         потенциала и необходимым условием для налаживания деятельности  по         регулированию качества воды.    Все государства,  в зависимости от  своих возможностей  и имеющихся ресурсов и через  двустороннее  или  многостороннее  сотрудничество,  в  том числе с Организацией Объединенных Наций  и,  при  необходимости,  с  другими соответствующими организациями, смогли бы установить следующие цели:

  1. определить  те ресурсы поверхностных и   подземных  вод,  которые   можно       было бы освоить для использования на  устойчивой  основе,  и другие       основные зависящие от воды ресурсы,  которые могут быть  освоены,  и       одновременно начать осуществление программ  по  охране,  сохранению  и       рациональному использованию этих ресурсов на устойчивой основе;    2. определить все потенциальные источники водоснабжения и подготовить       проекты их защиты, сохранения и рационального использования;    3. приступить к осуществлению эффективных и соизмеримых с уровнем их       социально-экономического развития программ по  борьбе  с загрязнением       вод, соответствующим образом сочетая реализацию  стратегий сокращения       загрязнения у источника с проведением экологических экспертиз и       применением практически осуществимых  норм  для выбросов  из  крупных       точечных источников и неточечных источников с высокой степенью риска;    4.  принимать,  насколько   это   возможно,   участие   в   осуществлении       международных программ  мониторинга и регулирования качества  воды,       например, таких, как Глобальная программа мониторинга качества  воды       (ГСМОС-ВОДА),   Программа   ЮНЕП   по    экологически    обоснованному       использованию внутренних водных ресурсов (ЭМИНВА),  Программа ФАО по       региональным внутренним водоемам, используемым для рыбного промысла, и       Конвенция о водно-болотных  угодьях,  имеющих международное значение       главным образом в качестве местообитаний водоплавающих птиц (Конвенция       РАМСАР);    5. уменьшить распространенность  передаваемых  через воду  заболеваний,       начиная с ликвидации  дракункул за  (ришта)  и онхоцеркоза (речная      слепота) к 2000 году;    6. установить, согласно своим возможностям и потребностям, биологические,       санитарно-гигиенические, физические  и химические  критерии  качества        воды в отношении всех видов водоемов (поверхностные и подземные воды)       с целью постоянного улучшения качества воды;    7. осуществлять комплексный подход к экологически безопасному управлению       водными ресурсами,  включая   защиту   водных   экосистем   и   живых       пресноводных ресурсов;   8. разработать стратегии по экологически безопасному управлению  запасами      пресной воды  и соответствующими  прибрежными экосистемами,  включая      рассмотрение  проблем,  связанных   с   рыболовством,   аквакультурой,      пастбищным   хозяйством,    сельскохозяйственной    деятельностью    и       биологическим разнообразием.